Umformer mit stromabhängig gesteuerten Abhebeliontaliten. Die Erfindung betrifft in erster Linie einen Umformer mit Abhebekontakten, die mittels eines Elektromagneten stromabhän gig gesteuert werden, so dass sie sich nur unterhalb eines mit Rücksicht auf die Ver meidung schädlichen Schaltfeuers zulässigen Stromwertes öffnen können. Durch diese Art der Steuerung wird erreicht, . dass sich der Umformer etwa auftretenden Unstetigkeiten im Betriebe selbsttätig anpasst, die durch plötzliche Störungen oder starke Belastungs änderungen verursacht werden.
Hierdurch unterscheiden sich diese Umformer von je nen, deren Kontakte in gleichmässigen Zeit abständen zwangläufig geschlossen und ge öffnet werden, sei es durch ein rein mecha nisches Getriebe, sei es durch eine schwin gende Feder, die durch einen Elektromagne ten mit Hilfe der Wechselspannung oder des zu unterbrechenden Wechselstromes angeregt wird, ohne dass die Erregung dazu ausreicht, die Kontakte so lange geschlossen zu halten, bis die Augenblickswerte des Stromes einen mit Rücksicht auf die Vermeidung schädli chen Schaltfeuers zugelassenen Grenzwert unterschreiten, der um eine oder mehrere Grössenordnungen kleiner ist als der Nenn stromwert.
Besitzt aber ein Umformer die zuletztgenannten Eigenschaften, so muss da für Sorge getragen werden, dass sich die Kon takte flatterfrei schliessen.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, zu diesem Zweck die Eigenfrequenz des Kon taktsystems grössenordnungsmässig verschie den von der Frequenz des Schalttaktes bezw. des Wechselstromes zu machen und besteht darin, dass einer der beiden kontaktgebenden Teile eines Kontaktpaares mit einem der bei den Teile des Elektromagneten über eine in Schliessrichtung vorgespannte Feder verbun den wird.
Hierdurch kann erreicht werden, dass im wesentlichen nur die Kontaktmasse, nicht aber die bedeutend grössere Masse des beweglichen Kontaktträgers und des Magnet- Ankers die Eigenfrequenz des Kontakt- systems bestimmt, die demzufolge sehr hoch wird.
In der Zeichnung sind zwei Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Nach Fig. 1 wird der durch eine Leitung 10 zugeführte Strom einer Phase eines mehr phasigen Umformers durch die Kontakte 11 und 12 abwechselnd geschlossen und unter brochen. Der bewegliche Kontakt 12 ist mit einem hebelartigen Kontaktträger 13 durch eine vorgespannte Blattfeder 14 verbunden, indem diese mit ihrem eingespannten Ende beispielsweise in ein Stossstück 15 eingelassen ist, das sich am Kontaktträger 13 befindet. Die Blattfeder kann vorteilhaft eine sich vom eingespannten Ende aus annähernd dreieck- förmig verjüngende Gestalt haben.
Das freie Ende des Kontaktträgers 13 ragt in eine Aus sparung des Kontaktes 12 hinein, so dass der Hub der vorgespannten Feder 14 durch die die Aussparung begrenzenden Anschläge 16 und 17 festgelegt ist. Der Kontaktträger 13 ist an einem Isolierstück 18 gelenkig be festigt.
Zur periodischen Schliessung der Kon takte dient beispielsweise eine Welle 20, die von einem in der Zeichnung nicht dargestell ten Synchronmotor angetrieben wird. Auf der Welle 20 sitzt ein Exzenter 19, der mit Wälzkörpern in einem äussern Ring 21 ge lagert sein kann und über diesen auf das Stossstück 15 eine periodische Schliessbewe gung überträgt.
Der ruhende Teil der Einrichtung besteht aus dem Magnetanker 23, der die Erreger spule 24 trägt und an dem das Isolierstück 18 mit dem daran angelenkten, beweglichen Kontaktträger 13 mittels eines Rahmens 25 befestigt ist. Eine Vorderansicht des Ma gnetsystems zeigt beispielsweise Fig. 3 in verkleinertem Massstab. Der ruhende Kontakt 11 ist mit dem Magnetkörper 23 durch ein winkelförmiges und mit Rippen versehenes Isolierstück 26 fest verbunden. Er kann als Doppelkontakt ausgebildet sein, dessen beide Teile mit den Stromzuführungen 10 verbun den sind und von dem beweglichen Kontakt- teil 12 überbrückt werden.
Die Spulen 24 können zwischen einer Stromzuführung 10 und einer zum ruhenden Kontaktteil 11 füh renden Leitumg 30 angeschlossen sein.
Durch die Drehung des umlaufenden Ex zenters 19 wird der bewegliche Kontaktträger 13 entgegen einer Rückführkraft nach oben bewegt. Sobald der Kontakt 12 den ruhen den Kontaktteil 11 berührt, löst sich der Kontaktträger 13 von dem Anschlag 16, legt sich gleich darauf gegen den Anschlag 17 und wird, wenn der Exzenter ausser Eingriff kommt, in dieser Stellung durch den nun mehr in Anzugsstellung befindlichen Anker 22 festgehalten, da inzwischen der Strom in dem durch die Kontakte 11, 12 geschlossenen Stromkreise und somit in der Haltespule 24 auf einen hohen Z'i'ert angestiegen ist.
So bald der Strom am Ende der Übertragungs periode infolge des natürlichen, sinusförmi- gen Verlaufes des Wechselstromes oder in folge der nach Zuschaltung einer weiteren Phase stattfindenden Kommutierung unter den zugelassenen Grenzwert sinkt, löst sich der Anker 22 unter der Einwirkung der Rückführkraft. Die Kontakte 11, 12 bleiben jedoch wegen der Vorspannung der Feder 1-1 zunächst noch geschlossen.
Das freie Ende des Kontaktträgers 13 verlässt den Anschlag 17, Er trifft, nachdem er bereits eine end liche Geschwindigkeit angenommen hat. auf den Ansehlar; 16 und nimmt dann den be weglichen Kontakt 12 in C)ffnungsriehtung mit. Auf diese Weise wird der weitere Vor teil erzielt, dass bereits zu Beginn der Kon taktöffnung eine endliche Trenngeschwindig keit vorhanden ist.
Je grösser das Spiel des Kontaktträgers 13 zwischen den Anschlägen 16 und 17 ist, um so grösser ist die Trenngeschwindigkeit zu Beginn der Kontaktöffnung. Dieses Spiel erfordert aber anderseits einen zusätzlichen Hub des Ankers 22. Eine solche Vergrösse rung des Hubes ist aber unerwünscht, zumal dadurch eine grössere Durchbiegung oder eine Verlängerung der Feder 14 bedingt ist, so dass letzten Endes die Trägheit des beweg lichen Systems vergrössert wird. Als günstig- ster Wert für die Bemessung des Spiels hat sich auf Grund praktischer Erfahrungen ein Wert von 0,1 bis 0,2 mm ergeben.
Nach Fig. 2, in der gleiche Teile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, bildet der an einer vorgespannten Feder 34 befindliche Kontaktteil 31 den ruhenden Gegenkontakt zu dem mit dem Anker 22 starr verbundenen, beweglichen Kontakt 32. Diese Ausführungsform besitzt den Vorzug, dass der federnde Kontaktteil mit zusätzli chen Einrichtungen versehen werden kann, ohne dass die Masse des beweglichen Systems vergrössert wird. So kann beispielsweise der Hub der vorgespannten Feder 34 einstellbar gemacht werden, indem gegenüber einem am Rahmenteil 39 befindlichen starren Anschlag 36 ein mittels Stellschraube 27 verstellbarer Anschlag 37 vorgesehen ist, der mit einer Spitze in einer Kerbe des Klemmstückes 38 gelagert sein kann.
Zwischen dem Klemm stück 38 und der Einspannstelle des Rah mens 39 können auswechselbare, keilförmige Beilagen 28 und 29 eingeschoben sein, durch deren Steigung die Vorspannung der Feder 34 bedingt ist. Durch Auswechslung der Bei lagen 28 und 29 kann die Vorspannung geän dert werden. Eine Verschiebung des zum Bei spiel ein Langloch aufweisenden Klemm stückes 38 gestattet ferner,- die frei Schwin gungslänge der Feder 34 und damit deren Frequenz nachträglich einzustellen. Das Stoss stück 35 ist nach Fig. 2 federnd nachgiebig ausgebildet, so dass eine endliche Schliess geschwindigkeit erzielt wird.
Die Strombahn führt beispielsweise. von der Zuführung 10 durch die Spule 24 und die Verbindungsleitung<B>30</B> zu der am ruhen den Kontaktteil befindlichen Anschluss schraube 33. Von hier wird der Strom in dem dargestellten geschlossenen Zustand durch einen Teil des Rahmens 39 auf den ruhen den Kontakt 31 übertragen, so dass die Feder 34 während des grössten Teils einer Strom übertragungsperiode vom Strom entlastet ist und nur zu Beginn des Öffnungsvorganges und kurz vor Beendigung des Schliessvorgan ges jedesmal den gesamten Strom zu führen hat, dessen Augenblickswerte in den genann ten Zeiten aber gerade verhältnismässig klein sind. Vom beweglichen Kontakt 32 kann der Strom über den Träger 13 zur Anschluss schraube 41 geführt werden, von der die Lei tung 40 abgeht.
Die Kontaktschliessung kann statt durch ein synchron umlaufendes mechanisches Ge triebe auch durch einen Elektromagneten be wirkt werden, der in Abhängigkeit von der Wechselspannung gesteuert wird. Vorteilhaft kann hierzu der gleiche Magnet verwendet werden, der auch zur stromabhängigen Steue rung der Kontakte dient. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine der beiden Spulen 24 als Spannungswicklung ausgeführt sein, die in Abhängigkeit von der Wechselspannung des Umformers erregt wird, so dass der Anker 22 zum Beispiel in der Nähe der @Spannungs- gleichheit von stromabgebender Phase und Folgephase angezogen wird.
Infolge der geringen Masse der bewegli chen Teile ist die Verwendung eines verhält nismässig kleinen Elektromagneten zur strom- und gegebenenfalls auch spannungsabhängi gen Steuerung der Kontakte möglich. Der kleinste Stromwert, bei dem der Anker die ses Magneten noch festgehalten wird, und unterhalb dessen die Kontakte sich öffnen, kann daher so klein gehalten werden, dass bei der Unterbrechung kein schädliches Schalt feuer auftritt.
Die Zeit, in der der Strom so kleine Augenblickswerte hat, kann in an sich bekannter Weise zum Beispiel dadurch ver längert werden, dass in Reihe mit den Kon takten Schaltdrosseln mit beim Nennstrom wert hochgesättigtem Magnetkern angeordnet werden, durch deren Entsättigung in der Nähe des Stromnullwertes die Stromände rung verlangsamt wird. Gleichzeitig kann durch einen vorzugsweise kapazitiven Par allelpfad zwischen den Kontakten der An stieg der wiederkehrenden Spannung nach dem Beginn des Öffnungsvorganges verzögert werden.
Sollen sehr grosse Ströme umgeformt wer den, so ist es mit Rücksicht auf den kleinsten Haltestrom nicht angängig, das Kontakt- und Magnetsystem beliebig zu vergrössern. Statt dessen kann das stromabhängig gesteuerte Kontaktsystem dadurch von der Strombean spruchung während des normalen Betriebes teilweise entlastet werden, dass eine zweite Kontakteinrichtung dazu parallelgeschaltet wird, die rein motorisch angetrieben wird und sich in gleichen Zeitabständen zwang läufig schliesst und öffnet.
Die stromabhän gig gesteuerte Kontakteinrichtung übernimmt dann die gesamte Stromführung und die Stromunterbrechung nur in den Fällen, ir, denen sich infolge von Störungen oder plötz lichen Änderungen des Betriebszustandes Un regelmässigkeiten in der Phasenlage der zu unterbrechenden Ströme gegenüber der zeit lichen Lage der Kontaktöffnung des zwang läufig angetriebenen Kontaktsystems einstel len.
Die stromabhängig gesteuerte Kontakt einrichtung übernimmt auf diese Weise den Schutz der zwangläufig angetriebenen Par- allelkontakte, indem sie diese überbrückt, so dass sie sich stromlos öffnen können, und öff net sich erst dann, wenn der zu unterbre chende Strom unter den zugelassenen Grenz wert gesunken ist.
Umformer der geschilderten Art eignen sich besonders zur Verwendung als Schweiss umformer.